The influence of urban green waste compost on the physical quality of soil exposed to erosion

• Autorzy: Paluszek J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ kompostu z odpadów zieleni miejskiej na jakość stanu fizycznego gleby ulegającej erozji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A field experiment was conducted to assess both direct and after effects of composted urban green waste applied at the rates of 10 and 20 Mgźha-1 on aggregate size distribution, aggregate water stability, water and air properties of Haplic Luvisol developed from loess exposed to surface water erosion. In the first year of the study, compost fertilization resulted in a significant reduction of an unfavorable proportion of clods > 10 mm, while air-dry aggregates with sizes of 1–5 mm and 0.25–1 mm increased within the 0–10 cm layer of the eroded soil. In the second year after compost application, there was a significant increase in the water-stable aggregate content with sizes of 0.25–10 mm in the treated soil as compared to the control plots. However, no significant differences in aggregate size distribution and aggregate water stability were stated in the third year after compost application. A direct influence of compost addition was reflected in a significant decrease in bulk density and significant increases in actual soil moisture, maximum water capacity, saturated hydraulic conductivity, total porosity, the fraction of macropores with diameters > 20 ěm, and air permeability in the surface layer of the soil. At the same time, there was a significant decrease in the proportion of soil mesopores with diameters between 0.2 to 20 ěm, whereas no significant differences in field water capacity and retention of water useful for plants were observed. Values of Dexter’s index S of soil physical quality in the compost-amended soil were comparable to those found in the control plots. The dose of 20 Mgźha-1 turned out to be more effective.

PL

W doświadczeniu poletkowym badano bezpośredni i następczy wpływ nawożenia kompostem z odpadów zieleni miejskiej w dawkach 10 i 20 Mgźha-1 na skład agregatowy, wodoodporność agregatów, właściwości wodne i powietrzne gleby płowej typowej wytworzonej z lessu, ulegającej powierzchniowej erozji wodnej. W pierwszym roku badań stwierdzono, że nawożenie kompostem istotnie zmniejszyło niekorzystną zawartość brył o wymiarach > 10 mm, a zwiększyło zawartość powietrznie suchych agregatów 1–5 mm i 0,25–1 mm w warstwie 0–10 cm gleby zerodowanej. W drugim roku po zastosowaniu kompostu w glebie istotnie zwiększyła się zawartość wodoodpornych agregatów o wymiarach 0,25–10 mm w porównaniu z glebą poletek kontrolnych. W trzecim roku po zastosowaniu kompostu nie stwierdzono istotnych różnic w składzie agregatowym i wodoodporności agregatów glebowych. W bezpośrednim działaniu dodatek kompostu istotnie zmniejszył gęstość gleby, istotnie zwiększył wilgotność aktualną, pełną pojemność wodną, przewodnictwo wodne nasycone, porowatość ogólną, zawartość makroporów o średnicy > 20 žm i przepuszczalność powietrzną w powierzchniowej warstwie gleby. Pod wpływem nawożenia kompostem nie zmieniła się istotnie polowa pojemność wodna i retencja wody użytecznej dla roślin, natomiast zawartość mezoporów glebowych o średnicy 0,2–20 žm istotnie zmniejszyła się. Wartości wskaźnika jakości stanu fizycznego gleby S według Dextera w glebie nawożonej kompostem były zbliżone do wartości wskaźnika w obiektach kontrolnych. Bardziej skuteczne było nawożenie kompostem w dawce 20 Mgźha^-1.

Słowa kluczowe

EN

eroded soil; compost; soil structure; water properties; air properties

PL

erozja gleby; kompost; struktura gleby; właściwości wody; właściwości powietrza

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 36, no. 3
• Strony: 97--109
• Opis fizyczny: bibliogr. 34 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Paluszek J.

• University of Life Science in Lublin, Institute of Soil Science and Environment Management S. Leszczyńskiego str. 7, 20-069 Lublin, Poland,

Bibliografia

• [1] Aggelides S.M., P.A. Londra: Effects of compost produced from town wastes and sewage sludge on the physical properties of a loamy and a clay soil, Biores. Technol., 71, 253-259 (2000).
• [2] Amézketa E.: Soil aggregate stability: a review, J. Sustain. Agricult., 14, 2/3, 82-151 (1999).
• [3] Annabi M., S. Houot, C. Francou, M. Poitrenaud, Y. Le Bissonnais: Soil aggregate stability improvement with urban composts of different maturities, Soil Sci. Soc. Am. J., 71, 413-423 (2007).
• [4] Arriaga F.J., B. Lowery: Soil physical properties and crop productivity of an eroded soil amended with cattle manure, Soil Sci., 168, 888-899 (2003).
• [5] Bakker M.M., G. Govers, A. van Doorn, F. Quetier, D. Chouvardas, M.D.A. Rounsevell: The response of soil erosion and sediment export to land-use change in four areas of Europe: The importance of landscape pattern, Geomorphology, 98, 213-226 (2008).
• [6] Boardman J., J. Poesen (ed.): Soil Erosion in Europe, John Wiley and Sons Ltd., Chichester, England, 2006.
• [7] Bresson L.M., C. Koch, Y. Le Bissonnais, E. Barriuso, V. Lecomte: Soil surface structure stabilization by municipal waste compost application, Soil Sci. Soc. Am. J., 65, 1804-1811 (2001).
• [8] Carter M.R.: Long-term influence of compost on available water capacity of a fine sandy loam in potato rotation, Can. J. Soil Sci., 87, 535-539 (2007).
• [9] Cox D., D. Bezdicek, M. Fauci: Effects of compost, coal ash, and straw amendments on restoring the quality of eroded Palouse soil, Biol. Fertil. Soils, 33, 365-372 (2001).
• [10] Den Biggelaar C., R. Lal, K. Wiebe, V. Breneman: Impact of soil erosion on crop yields in North America, Adv. Agron., 72, 1-53 (2001).
• [11] Dexter A.R.: Soil physical quality, Part I, Theory, effects of soil texture, density, and organic matter, and effects on root growth, Geoderma, 120, 201-214 (2004).
• [12] Fullen M.A.: Soil erosion and conservation in northern Europe, Progr. Phys. Geogr., 27, 331-358 (2003).
• [13] Hargreaves J.C., M.S. Adl, P.R. Warman: A review of the use of composted municipal solid waste in agriculture, Agric. Ecosyst. Environ., 123, 1-14 (2008).
• [14] Jamroz E., J. Drozd: Influence of applying compost from municipal wastes on some physical properties of the soil, Int. Agrophysics, 13, 167-170 (1999).
• [15] Jankauskas B., G. Jankauskiene, M.A. Fullen: Soil erosion and changes in the physical properties of Lithuanian Eutric Albeluvisols under different land use systems, Acta Agric. Scand., sec. B, Soil Plant Sci., 58, 66-76 (2008).
• [16] Kalembasa D.: Wermikompost - nawóz do rekultywacji gleb zdegradowanych, Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 418, 2, 591-596 (1995).
• [17] Karlen D.L., M.J. Mausbach, J.W. Doran, R.G. Cline, R.F. Harris, G.E. Schuman: Soil quality: a concept, definition, and framework for evaluation, Soil Sci. Soc. Am. J., 61, 4-10 (1997).
• [18] Koćmit A.. Erozja wodna w obszarach młodoglacjalnych Pomorza i możliwości jej ograniczenia, Bibl. Fragm. Agron., 4B/98, 83-99 (1998).
• [19] Lal R.: Soil erosion impact on agronomic productivity and environment quality, Critical Rev. Plant Sci., 15, 319-464 (1998).
• [20] Le Bissonnais Y.: Aggregate stability and assessment of soil crustability and erodibility: I. Theory and methodology, Europ. J. Soil Sci., 47, 425-437 (1996).
• [21] Licznar M.: Erozja gleb w Polsce, Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 418, 1, 91-100 (1995).
• [22] Licznar M., J. Weber, J. Drozd, S.E. Licznar, E. Jamroz: Właściwości fizyczne gleby piaszczystej nawożonej kompostami z odpadów miejskich - pierwszy rok po nawożeniu, Folia Univ. Agric. Stetin., 211, Agricult. (84), 223-228 (2000).
• [23] Mualem Y.: Hydraulic conductivity of unsaturated soils: prediction, and formulas, [in:] Methods of soil analysis, Part 1, Physical and mineralogical methods (red. A. Klute), 2nd ed., Am. Soc. Agron. Monograph 9, 1986, 799-823.
• [24] Olness A., C.E. Clapp, R. Liu, A.J. Palazzo: Biosolids and their effects on soil properties, [in:] Handbook of soil conditioners (red. A. Wallace, R.E. Terry), Marcel Dekker, New York 1998, 141-165.
• [25] Olson K.R., R.L. Jones: Soil organic carbon and fly-ash distribution in eroded phases of soils in Illinois and Russia, Soil Till. Res., 81, 143-153 (2005).
• [26] Owczarzak W., Z. Kaczmarek, P. Rybczyński: Wpływ wieloletniego nawożenia obornikiem na stan struktury warstwy ornej gleby płowej pod różnymi roślinami zbożowymi, Zesz. Nauk. AR Szczecin, 172, Rol. 62, 443-449 (1996).
• [27] Paluszek J.: Właściwości wodno-powietrzne erodowanych gleb płowych wytworzonych z lessu, Acta Agrophysica, 56, 233-245 (2001).
• [28] Papiernik S.K., M.J. Lindstrom, J.A. Schumacher, A. Farenhorst, K.D. Stephens, T.E. Schumacher, D.A. Lobb: Variation in soil properties and crop yield across an eroded prairie landscape, J. Soil Water Conserv., 60, 388-395 (2005).
• [29] Rejman J.: Wpływ erozji wodnej i uprawowej na przekształcenie gleb i stoków lessowych, Acta Agrophysica, Rozpr. i Monogr., 136, 1-91 (2006).
• [30] Shukla M.K., R. Lal: Erosional effects on soil physical properties in an on-farm study on Alfisols in West Central Ohio, Soil Sci., 170, 445-456 (2005
• [31] Tester C.F.: Organic amendment effects on physical and chemical properties of a sandy soil, Soil Sci. Soc. Am. J., 54, 827-831 (1990).
• [32] van Genuchten M.T.: A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils, Soil Sci. Soc. Am. J., 44, 892-898 (1980).
• [33] Walczak R., B. Witkowska: Metody badania i sposoby opisywania agregacji gleby, Probl. Agrofizyki, 19, 1-53 (1976).
• [34] Whalen J.K., Q. Hu, A. Liu: Compost applications increase water-stable aggregates in conventional and no-tillage systems, Soil Sci. Soc. Am J., 67, 1842-1847 (2003).